Potencjał informacyjny nowych misji satelitarnych
w zakresie badań środowiska
Information potential of new remote sensing satellite missions
in environmental research
Dariusz DUKACZEWSKI, Elżbieta BIELECKA
In December of 2009 the total number of active civil re-mote sensing satellites was 130. One of the largest group were multitask land observation remote sensing satellites (49 mis-sions), providing data employed in majority of Earth Sciences and applied in spatial databases. Currently many new remote sensing missions are in preparation. The 103 of them will start in 2010 – 2015 and 24 in 2016 – 2025 period. The aim of this research was to analyse the possibilities of employment of the new remote sensing data to produce spatial data, and
Słowa kluczowe: Satelity Obserwacji Ziemi, Nowe misje teledetekcyjne, Planowane misje teledetekcyjne Key words: Earth ObservationSatellites, New remote sensing missions, Planned remote sensing
to investigate the suitability of usage of this data. To achieve these goals, it was necessary to classify the types of remote sensing data. The next step was the analysis of the possibility of production thematic information for supplying spatial data-bases. The investigations allowed to identify the new trends concerning the design of new remote sensing missions and enabled to estimate the possibilities of employment of remote sensing data to produce spatial data, as well as to estimate the opportunities to use them for supplying spatial databases.
Wstęp
31 grudnia 2009 roku funkcjonowało 130 cywilnych satelitów teledetekcyjnych Ziemi, spośród których 49 stanowiły wielozadaniowe satelity obserwacji terenów lądowych. Satelity te dostarczają regularnie ogólnie dostępne, standardowe i powtarzalne dane o bogatym zakresie tematycznym, wykorzystywane do pozyskiwa-nia informacji zasilającej bazy danych przestrzennych. Ponadto działały 63 satelity meteorologiczne, 9 – oce-anografi cznych, 5 – geofi zycznych, 3 – geodezyjne i 1 glacjologiczny. Obecnie trwają prace mające na celu umieszczenie na orbicie do 2015 r. kolejnych 103 sate-litów, spośród których 51 mają stanowić wielofunkcyjne satelity obserwacji terenów lądowych. Część spośród nich będzie pozwalała na rejestrację danych w nowych zakresach spektralnych, niejednokrotnie o bardzo wy-sokiej rozdzielczości. Dane i produkty pochodzące z
no-wych misji satelitarnych umożliwią pozyskanie różno-rodnych danych tematycznych, przy czym należy zaznaczyć, że możliwości ich wykorzystania nie są peł-ni rozpoznane.
Celem artykułu jest analiza możliwości wykorzysta-nia danych i produktów z nowych, prowadzonych od roku 2005, teledetekcyjnych misji satelitarnych obser-wacji terenów lądowych oraz misji planowanych w la-tach 2010 – 2015 do zasilania baz danych przestrzen-nych. Analiza parametrów danych satelitarnych uwzględniająca m. in.: zakresy spektralne, częstotliwo-ści, polaryzacje, rozdzielczość przestrzenną, sposób ob-razowania, powtarzalność rejestracji pozwoliła na za-proponowanie ich typologii pod kątem wykorzystania w różnych zastosowaniach. W obrębie wydzielonych ty-pów zbadano możliwości generowania informacji prze-strzennej i jej przydatności do zasilania baz danych przestrzennych.
Typologia współczesnych satelitarnych misji teledetekcyjnych
Komitet do spraw Satelitów Obserwacji Ziemi (CEOS) wyróżnia 27 typów misji teledetekcyjnych (Earth Observation..., 2008). W wielu przypadkach to samo urządzenie satelitarne może być jednak wykorzy-stywane do realizacji więcej niż jednego typu misji. Kierując się kryterium możliwości zastosowania danych rejestrowanych przez urządzenia satelitarne do prowa-dzenia różnych typów badań i zasilania ich wynikami baz danych można wyróżnić 7 grup misji (tabela 1).
Analizując możliwości wykorzystania danych reje-strowanych przez satelity w obrębie poszczególnych grup misji stwierdzono, iż znaczna część spośród nich może być realizowana przy wykorzystaniu danych z wielofunkcyjnych satelitów obserwacji terenów lądo-wych. Udział liczby misji tych satelitów w przypadku 1 i 2 grupy misji wynosi 22 %, 3 – 10 %, 5 – 50 %, 6 – 30 % i 7 – 48 %, co świadczy o znacznym stopniu ich uni-wersalności.
Stosując kryterium typu rejestracji i rozdzielczości wśród wielofunkcyjnych satelitów obserwacji terenów lądowych można wyróżnić 4 grupy: 25 satelitów o urzą-dzeniach pasywnych średniej i dużej rozdzielczości (SPOT 4, 5; IRS 1C, 1D, P5, P6, Formosat-2; CBERS 2, 2B; AlSat-1; Bilsat-1; DEIMOS-1; Nigeriasat-1; UK-DMCSat-1; UK-DMCSat-2; Beijing-1; TopSat; Ra-pidEye 1, 2, 3, 4, 5; THEOS, EO-1, SAC-C), 10 satelitów pasywnych o bardzo dużej rozdzielczości (Ikonos-2; Qu-ickBird-2; GeoEye-1; Kompsat-2; IRS; IRS-Cartosat-2; WorldView-1; WorldView- EROS-A, B), 3 satelity hybry-dowe (Terra-ASTER, ALOS, Envisat) i 9 satelitów o urzą-dzeniach aktywnych (ERS-2; Radarsat-1, 2; COSMO-SkyMed-1, 2, 3; TerraSAR-X, RISAT-2, SAOCOM 1A)
Nowe misje teledetekcyjne wielofunkcyjnych satelitów obserwacji terenów lądowych
W okresie od 1 stycznia 2005 do 31 grudnia 2009 r. rozpoczęło pracę 20 cywilnych wielofunkcyjnych telitów obserwacji terenów lądowych, w tym: 7 sa-telitów pasywnych o średniej i dużej rozdzielczości, 6 satelitów pasywnych o bardzo dużej rozdzielczości, 1 satelita hybrydowy oraz 6 satelitów o urządzeniach aktywnych.
Nowe satelity o urządzeniach pasywnych średniej i dużej rozdzielczości
W grupie tej przeważają mikrosatelity (tabela 2) o szerokim pasie obrazowania i krótkim czasie rewizy-ty (od dwukrotnego pokrycia terenu Europy w ciągu tygodnia przez satelity DEIMOS-1, UK-DMCSat-2 do codziennego okrycia Ziemi w przypadku konstelacji Ra-pidEye).
Dane rejestrowane przez te satelity są udostępniane na zasadach niekomercyjnych (wyjątek stanowią dane z satelity RapidEye). Dane przestrzenne uzyskane w wyniku ich przetworzeń są wykorzystywane głównie do wspomagania planowania przestrzennego i zasilania baz danych systemów planowania kryzysowego. Mogą stanowić również materiał źródłowy do tworzenia warstw informacyjnych baz danych tematycznych (m. in. leśnych, użytkowania ziemi) oraz aktualizacji infor-macji zawartych w bazach danych topografi cznych.
Nowe satelity o urządzeniach pasywnych bardzo dużej rozdzielczości
Satelity tej grupy (tabela 3) charakteryzują się sto-sunkowo wąskim pasem obrazowania. Możliwość reje-stracji danych przy wykorzystaniu zmiennego kąta nachylenia umożliwia (w miarę zaistniałych potrzeb) znaczne skrócenie okresu rewizyty. Dane i produkty satelitarne pochodzące z tych satelitów są udostępniane na zasadach komercyjnych. Są one wykorzystywane głównie jako materiał źródłowy do tworzenia i aktuali-zacji warstw informacyjnych baz danych topografi cz-nych oraz (rzadziej, głównie w przypadku dacz-nych z sa-telitów WorldView-2, GeoEye-1 i Kompsat-2) baz danych tematycznych (między innymi użytkowania ziemi, le-śnych, łąkarskich, rolnych, planowania przestrzennego, planowania kryzysowego, systemów bezpieczeństwa narodowego).
Szczególnie innowacyjnym satelitą tej grupy jest WorldView-2, umieszczony na orbicie 10 października 2009 r. Poza rejestracją danych panchromatycznych o rozdzielczości 0.46 m, dostarcza on dane w 8 zakre-sach o rozdzielczości 1.84 m (2 m po resamplingu), w tym m. in. w paśmie niebieskim do obserwacji wód przybrzeżnych („coastal blue”), zakresie żółtym, krawę-dzi czerwonego widma („red edge”) oraz bliskiej pod-czerwieni/SWIR (Bersan, 2008) (tabela 5). Pasmo nie-bieskie do obserwacji wód przybrzeżnych umożliwia również sprawne rozróżnienie roślinności oraz łatwiej-sze przeprowadzanie korekcji atmosferycznych. Kanały żółty oraz krawędzi czerwonego widma dostarczają do-datkowe charakterystyki ułatwiające detekcję stanu zdrowotnego i sanitarnego roślinności (Oddone, 2008), zaś zakres bliskiej podczerwieni/SWIR ułatwia prowa-dzenie szczegółowych analiz wilgotności i produkcji biomasy. Duża rozdzielczość przestrzenna danych w po-łączeniu z bogatym zakresem spektralnym sprawia, iż mogą być one cennym materiałem źródłowym do two-rzenia i aktualizacji danych przestrzennych, w tym: topografi cznych (o stopniu szczegółowości odpowiadają-cym mapom w skali 1: 10 000), hydrografi cznych, użyt-kowania ziemi, rolniczych (np. LPIS), o infrastrukturze komunikacyjnej i technicznej, jak również danych wy-korzystywanych w planowaniu przestrzennym, zarzą-dzaniu kryzysowym oraz monitoringu stanu zdrowot-nego lasów, terenów podmokłych i linii brzegowej. Możliwa jest jednoznaczna detekcja niemal wszystkich
Tabela 1. Możliwości wykorzystania danych z misji satelitarnych do prowadzenia badań i zasilania baz danych.
Table 1. Possible applications of Earth satellites data to different groups of research and databases supply
NAZWA GRUPY / nazwa misji Name of the group / Name of the mission
Liczba misji Number of missions 1. BADAŃ I ZASILANIA BAZ DANYCH METEOROLOGICZNYCH / RESEARCH ON
METEOROLOGY AND METEOROLOGICAL DATABASES SUPPLY
• aerozoli / aerosols: ERS, POES, OCEANSAT, Terra, GOES, SAC, Odin, Proba, Envisat, Aqua, FY-A,
ICESat, SCISAT-1, Aura, PARASOL, CALIPSO, EPS, Meteor, SumbandilaSat, GLORY; 20 • temperatur atmosfery / atmospheric temperature: ERS, DMSP, POES, Terra, GOES, CHAMP, SAC,
Odin, Proba, TIMED, Envisat, Aqua, Meteosat, SCISAT-1, Aura, FY-2, CloudSat, CALIPSO, EPS, FY-3, OCEANSAT, Meteor, GOMS, SumbandilaSat, Megha-Tropiques;
25 • pary wodnej / water vapour: Meteosat; ERS, DMSP, TRMM, GFO, POES, Terra, GOES, CHAMP, SAC,
Odin, Jason, TIMED, Envisat, Aqua, Aura, PARASOL, CALIPSO, EPS, FY-3, Meteor, GOMS, COMS, Megha-Tropiques, SARAL;
25 • wiatrów / winds: Meteosat, POES, OCEANSAT, Terra, GOES, Kalpana, SCISAT-1, MTSAT, CALIPSO,
GOMS, COMS; 11
• typu chmur, liczby i temperatury górnych partii chmur / cloud type, amount and cloud top temperature: Landsat, Meteosat; ERS, DMSP, TRMM, POES, INSAT, Terra, GOES, Envisat, Aqua, FY-1, Kalpana, ICESat, Aura, FY-2, MTSAT, CloudSat, CALIPSO, EPS, FY-3, RapidEye, HJ, Meteor, GOMS, GOSAT, COMS, Megha-Tropiques;
28
• właściwości cząsteczek chmur i profilu chmur / cloud particle properties and profile: DMSP, TRMM, POES, Terra, Envisat, Aqua, ICESat, SCISAT-1, FY-2, CloudSat, CALIPSO, EPS, FY-3, Meteor, Megha-Tropiques, GLORY;
16 • wód i opadów / liquid water and precipitation rate: Meteosat; ERS, DMSP, TRMM, POES, INSAT,
OCEANSAT, GOES, Envisat, Aqua, Kalpana, MTSAT, CloudSat, FY-3, Meteor, GOMS, COMS, Megha-Tropiques, SAC, NPP;
20 • ozonu / ozone: ERS, POES, Terra, GOES, Odin, TIMED, Envisat, Aqua, CALIPSO, EPS, FY-3, GOMS; 12 • gazów śladowych (poza ozonem) / trace gases (excluding ozone): ERS, Terra, Odin, TIUMED, Envisat ,
Aqua, SCISAT-1, Aura, CALIPSO, EPS, OCO, GOSAT; 12
• powierzchniowej temperatury lądu / land surface temperature: Landsat, SPOT, ERS, POES, INSAT, Terra, GOES, NMP, Envisat, Aqua, FY-1, Meteosat, Kalpana, CBERS, Aura, FY-2, EPS, FY-3, Meteor, GOMS;
20 • albedo i promieniowania odbitego / albedo and reflectance: Landsat, SPOT, ERS, Radarsat-2, IRS,
POES, INSAT, Terra, NMP, SAC, PROBA, Envisat, Aqua, FY-1, UK-DMC, Nigeriasat-1, Resourcesat, CBERS, FY-2, PARASOL, CARTOSAT, MONITOR, TopSat, BJ, Alos, Resurs, KOMPSAT, EPS, Meteor, Sicz, COMS, SumbandilaSat, HY-1, COSMO-SkyMed, TerraSAR-X, IMS-1, FY-3, THEOS, RapidEye, HJ, RISAT;
41
2. BADAŃ I ZASILANIA BAZ DANYCH RADIOLOGICZNYCH / RESEARCH ON RADIATION AND RADIATION DATA BASES SUPPLY
• promieniowania / radiation: ERS, TRMM, SPOT, POES; INSAT, Landsat, Terra, ACRIMSAT, GOES, NMP, PROBA, Envisat, Aqua, FY-1, Meteosat, Kalpana, SORCE, UK-DMC, FY-2, MTSAT, TopSat, CloudSat, CALIPSO, EPS, FY-3, HJ, Meteor, GOMS, PICARD, Megha-Tropiques, GLORY;
31 3. BADAŃ I ZASILANIA BAZ DANYCH GEOFIZYCZNYCH / RESEARCH ON GEOPHYSICS AND GEOPGYSICAL DATABASES SUPPLY:
• grawimetrii, pomiarów magnetycznych i geodynamicznych / gravimetry, magnetic and geodynamic measurements: Diadème 1, 2, Starlette, Lageos, Stella, ERS, DMSP, Ørsed, CHAMP, SAC, Jason, Envisat, GRACE A, B, DEMETER, Resurs, GOCE, Meteor, GOMS, SARAL;
19 4. BADAŃ I KARTOWANIA TERENÓW LĄDOWYCH / RESEARCH ON LAND AREAS AND LAND SURVEY:
• wielozadaniowego obrazowania terenów lądowych / multi – purpose land imagery: Landsat, SPOT, ERS, Radarsat-2, IRS, POES, INSAT, Terra, GOES, NMP, SAC, PROBA, Envisat, Aqua, FY-1, UK-DMC, Nigeriasat-1, Resourcesat, CBERS, FY-2, PARASOL, CARTOSAT, MONITOR, TopSat, BJ, Alos, Resurs, KOMPSAT, EPS, HY-1, COSMO-SkyMed, Terra SAR-X, IMS-1, FY-3, THEOS, RapidEye, HY, Meteor, GOMS, Sicz, COMS, RISAT, TanDEM-X, QuickBird, Ikonos, GeoEye, WorldView;
47
• topografii, krajobrazu / landscape, topography: Landsat, SPOT, ERS, Radarsat-2, IRS, GFO, Terra, TES, Jason, Envisat, ICESat, Resourcesat, MONITOR, Alos, Resurs, KOMPSAT, CARTOSAT, COSMO-SkyMed, TerraSAR-X, THEOS, HJ, TanDEM-X, Resourcesat;
• roślinności / vegetation: Landsat, SPOT, ERS, Radarsat-2, IRS, POES, INSAT, Terra, NMP, SAC, PROBA, Envisat, Aqua, FY-1, Meteosat, UK-DMC, Resourcesat, CBERS, FY-2, PARASOL, TopSat, Alos, KOMPSAT, EPS, COSMO-SkyMed, Terra SAR-X, IMS-1, FY-3, THEOS, RapidEye, HJ, Meteor, GOMS, Sicz, RISAT, TanDEM-X;
36
5. BADAŃ I ZASILANIA BAZ DANYCH O GLEBACH / RESEARCH ON SOILS AND SOILS DATABASES SUPPLY
• wilgotności gleb / soil moisture: ERS, Radarsat-2, DMSP, POES, Envisat, Alos, EPS, FY-3, RISAT, MIRAS; 10 6. BADAŃ I ZASILANIA BAZ DANYCH OCEANOGRAFICZNYCH / RESEARCH ON
OCEANOGRAPHY AND OCEANOGRAPHIC DATABASES SUPPLY
• wielozadaniowego obrazowania terenów morskich i oceanicznych / multi – purpose sea & ocean imagery: Landsat, SPOT, ERS, Radarsat-2, GFO, POES, OCEANSAT, Terra, GOES, SAC, Envisat, Aqua, FY-1, FY-2, Alos, EPS, COSMO-SkyMed, Terra SAR-X, HJ, Meteor, Sicz, COMS, RISAT, TanDEM-X, SARAL;
25 • topografii oceanów i prądów / ocean topography and currents: ERS, Radarsat-2, GFO, OCEANSAT,
Jason, Envisat, GRACE A, B, COSMO-SkyMed, Terra SAR-X, HJ, Megha-Tropiques, RISAT, TanDEM - X;
14 • koloru i biologii oceanów / ocean colour and biology: OCEANSAT, Terra, SAC, PROBA, Envisat, Aqua,
HY-1, FY-3, HJ, COMS; 10
• zasolenia oceanów / ocean salinity: SMOS; 1
• wiatrów przypowierzchniowych oceanów / ocean surface winds: ERS, Radarsat-2, DMSP, TRMM, GFO,
POES, OCEANSAT, QuikSCAT, Jason, Envisat, Aqua, CORIOLIS, Alos, EPS, FY-3, Meteor, SARAL; 17 • temperatury powierzchni oceanów / ocean surface temperature: Meteosat, ERS, POES, OCEANSAT,
Terra, GOES, Envisat, Aqua, FY-2, EPS, HY-1, FY-3, GOMS, COMS; 14
• wysokości i spektrum fal / wave surface temperature: ERS, Radarsat-2, GFO, Jason, Envisat, SARAL; 6 7. BADAŃ I ZASILANIA BAZ DANYCH GLACJOLOGICZNYCH / RESEARCH ON GLACIOLOGY AND GLACIOLOGY DATABASES SUPPLY
• zasięgu i grubości pokrywy śnieżnej / snow cover, edge and depth: Landsat, ERS, Radarsat-2, DMSP, IRS, POES, Terra, NMP, Envisat, Aqua, FY-1, Resourcesat, Alos, EPS, COSMO-SkyMed, Terra SAR-X, FY-3, RapidEye, HJ, Meteor, Sicz, RISAT, Tan DEM-X;
23 • kartowania terenów lodowych / ice sheet topography : ERS, Radarsat-2, IRS, Terra, Envisat, SPOT,
ICESat, Alos, RISAT; 9
• zasięgu i grubości pokrywy lodowej mórz / sea ice cover, edge and thiekness: Landsat, SPOT, ERS, Radarsat-2, POES, OCEANSAT, Terra, NMP, Envisat, Aqua, FY-1, ICESat, Alos, EPS, HY-1, COSMO SkyMed, Terra SAR-X, FY-3, RapidEye, HJ, Meteor, Sicz, RISAT, SumbandilaSat, Tan DEM-X.
25
Tabela 2. Nowe wielofunkcyjne satelity obserwacji terenów lądowych o urządzeniach pasywnych średniej i dużej roz-dzielczości
Table 2. New multi – purpose land imagery passive, medium- and high resolution satellites CBERS –
2B Beijing-1 TopSat DEIMOS-1
UK-DMCSat-2 IRS 2C RapidEye 1-5 Zakres spektralny Spectral scope μm rozdzielczość (metry) resolution (meters) Panchromatyczny Panchromatic 0.50 ÷ 1.10 80 0.50 ÷ 0.70 2.8 0.51 ÷ 0.75 20 4 Niebieski Blue 0.40 ÷ 0.50 5.6 0.44 ÷ 0.50 5.6 0.45 ÷ 0.52 20 32 Zielony Green 0.50 ÷ 0.60 5.6 0.52 ÷ 0.59 20 5.8, 23.5, 55 5.6 0.52 ÷ 0.60 32 0.52 ÷ 0.62 22 22 Czerwony Red 0.60 ÷ 0.70 5.6 0.62 ÷ 0.68 5.8, 23.5, 55 0.63 ÷ 0.69 20, 260 32 22 22 5.6 Krawędź czerwonego widma Red edge 0.69 ÷ 0.73 5.6
obiektów powierzchniowych, uwzględnianych w bazach danych topografi cznych o stopniu szczegółowości odpo-wiadającym mapom w skali 1: 10 000. Poważne ogra-niczenie stanowi degradacja rozmiaru pikseli ( niezgodna z powszechnie ratyfi kowanym Traktatem o Prze strzeni Kosmicznej z 27 stycznia 1967 r.).
Nowe satelity hybrydowe
W omawianym okresie pracę na orbicie rozpoczął tylko 1 cywilny satelita tego typu – ALOS. Rejestruje on dane o rozdzielczości 2.5 m (z możliwością tworzenia
stereopar) w zakresie panchromatycznym (0.52÷0.77 μm) oraz o rozdzielczości 10 m w zakresie widma niebieskie-go (0.42÷0.55 μm), zieloneniebieskie-go (0.52÷0.60 μm), czerwone-go (0.61÷0.69 μm), bliskiej podczerwieni (0.76÷0.89 μm), jak również dane paśmie L (i polaryzacji HH, VV, HV). Dane optyczne są wykorzystywane głównie do wspoma-gania kartowania topografi cznego i tematycznego, zaś dane z urządzenia PALSAR są wykorzystywane m. in. do badań wilgotności gleb, litologii i geologii. Umożli-wiają one również prowadzenie monitoringu szaty ro-ślinnej. ALOS zapewnia kontynuację misji satelity JERS-1. Bliska podczerwień Near Infrared 0.75 ÷ 1.30 0.76 ÷ 0.88 5.6 0.76 ÷ 0.90 32 22 22 5.8, 23.5, 55 0.77 ÷ 0.86 5.8, 23.5, 55 0.77 ÷ 0.89 20, 260 1.55 ÷ 1.75 80 SWIR 1.30 ÷ 3.00 23.5 2.08 ÷ 2.35 80 TIR 10.40 ÷ 12.50 80
Tabela. 3. Nowe wielofunkcyjne satelity obserwacji terenów lądowych o urządzeniach pasywnych bardzo dużej rozdziel-czości
Table 3. New multi – purpose land imagery passive, very high resolution satellites
WorldView-1 WorldView-2 GeoEye-1 Kompsat-2 EROS B
IRS Cartosat (P5) Zakres spektralny Spectral scope μm rozdzielczość (metry) resolution (meters) Panchromatyczny Panchromatic 0.45 ÷ 0.80 0.46 0.41 0.45 ÷ 0.90 0.46 0.50 ÷ 0.75 2.50 0.50 ÷ 0.90 1 0.7 Pasmo niebieskie do obserwacji wód przybrzeżnych Coastal blue 0.400 ÷ 0.450 1.84 Niebieski Blue 0.45 ÷ 0.51 1.84 1.65 0.45 ÷ 0.52 4 Zielony Green 0.51 ÷ 0.58 1.84 1.65 0.52 ÷ 0.60 4 Żółty Yellow 0.585 ÷ 0.625 1.84 Czerwony Red 0.63 ÷ 0.69 1.84 4 0.655 ÷ 0.69 1.65 Krawędź czerwonego widma Red Edge 0.705 ÷ 0.745 1.84 Bliska podczerwień Near Infrared 0.76 ÷ 0.89 1.84 0.76 ÷ 0.90 4 0.78 ÷ 0.92 1.65 0.86 ÷ 1.040 1.84
Nowe satelity o urządzeniach aktywnych
Trzy spośród 6 satelitów o urządzeniach aktywnych umieszczonych na orbicie w omawianym okresie funk-cjonują w ramach konstelacji, zaś pozostałe 3 będą dzia-łać w ramach przyszłych sieci satelitów. Konstelacja satelitów COSMO-SkyMed (COnstellation of small Sa-tellites for the Mediterranean basin Observation) skła-da się obecnie z 3 (spośród planowanych 4) satelitów utrzymywanych przez włoskie Ministerstwo Nauki, Mi-nisterstwo Obrony i Włoską Agencję Kosmiczną (ASI). Są one wyposażone w radary SAR, działające w paśmie X, o rozdzielczości dochodzącej do 1 m (COSMO-SkyMed System Description..., 2007) i czasie rewizyty rzędu 3 godzin (Coletta, 2008). Dane te są wykorzystywane do: kontroli ruchu na morzach, wczesnego ostrzegania o grożeniach naturalnych, wspomagania systemów za-rządzania kryzysowego, monitoringu leśnego i kontroli upraw, wykrywania samowoli budowlanych, wspomaga-nia zasilawspomaga-nia baz danych topografi cznych oraz systemów bezpieczeństwa narodowego. Satelita RISAT-2 (Radar Imaging SATellite) Indyjskiej Organizacji Badań Ko-smicznych (ISRO), skonstruowany we współpracy in-dyjsko – izraelskiej, jest wyposażony w SAR pracujący w paśmie C (5.350 GHz). Dane te są wykorzystywane jako materiał do warstw informacyjnych baz danych: systemów bezpieczeństwa narodowego, wspomagania systemów zarządzania kryzysowego, rolnictwa, leśnic-twa, glebowych oraz geologicznych. Satelita RADAR-SAT-2 Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej (CSA) jest wy-posażony w SAR działający w paśmie C (5.405 GHz). Zapewnia on kontynuację misji satelity RADARSAT-1. Rejestrowane przez niego dane są wykorzystywane do generowania warstw informacyjnych baz danych: temów bezpieczeństwa narodowego, wspomagania sys-temów zarządzania kryzysowego, glacjologicznych, mor-skich, rolnictwa, leśnictwa, glebowych i geologicznych. Satelita TerraSAR-X powstały w wyniku współpracy Niemieckiego Centrum Kosmicznego (DLR) i EADS Astrium jest wyposażony w SAR pracujący w paśmie X (9.65 GHz). Dane są wykorzystywane do zasilania baz danych: kontroli ruchu na morzach, wczesnego ostrzegania o zagrożeniach naturalnych, wspomaga-nia systemów zarządzawspomaga-nia kryzysowego, monitoringu leśnego i kontroli upraw oraz aktualizacji baz danych topografi cznych i NMT.
Planowane misje teledetekcyjne wielofunkcyj-nych satelitów obserwacji terenów lądowych
Do roku 2015 planowane jest rozpoczęcie pracy przez 51 wielofunkcyjnych satelitów obserwacji terenów lądo-wych, 38 satelity meteorologiczne, 7 oceanografi cznych, 3 geofi zyczne, 2 glacjologiczne oraz 1 satelitę geologicz-nego. Wśród 51 planowanych wielofunkcyjnych sateli-tów obserwacji terenów lądowych wyróżniono 5 grup różniących się sposobem obrazowania oraz rozdzielczo-ścią przestrzenną:
1. satelity wyposażone w pasywne systemy obrazowa-nia małej rozdzielczości (AMAZÔNIA-1);
2. satelity wyposażone w pasywne systemy obrazowa-nia średniej i dużej rozdzielczości (CBERS-3, 4; NX; Nigeriasat-2, Astroterra; LDCM; Sentinel 2A, 2B, AlSat 2A i 2B, Resourcesat-3, Kanopus-V N1, Ka-nopus-V N2, PRISMA-1, RASAT, VENUS);
3. satelity wyposażone w pasywne systemy obrazowa-nia bardzo dużej rozdzielczości (GeoEye-2; Carto-sat-3, Pléiades 1, 2; Kompsat-3; EROS-C, ALOS -3, SSOT);
4. satelity hybrydowe (Sentinel 3A, 3B, Seosat, SMAP); 5. satelity wyposażone w urządzenia aktywne (CO-SMO-SkyMed-4; RISAT-1; RISAT-L, SABRINA; Sentinel 1A, 1B; SAOCOM 1B, 2A, 2B; TerraSAR -X2, TanDEM-X; MAPSAR, Kompsat-5, 7; ALOS -2, Radarsat Constallation 1, 2, 3; CSG – COSMO-Sky-Med 2 generacji 1, 2, 3, 4).
Planowane satelity wyposażone w urządzenia pasywne małej rozdzielczości
Jak wynika z przeprowadzonego rozpoznania, w chwili obecnej trwają prace jedynie nad jednym sa-telitą małej rozdzielczości – AMAZÔNIA-1 brazylijskiej agencji INPE. Satelita ten będzie wyposażony w urzą-dzenie OBA (Observador Brasileiro da Amazonia) o pa-sie obserwacji szerokości 2200 km pomiędzy 5° φ N a 15° φ S i rozdzielczości 100 m w kanałach widma wi-dzialnego i bliskiej podczerwieni (0.45÷0.50 μm, 0.52÷0.57 μm, 0.63÷0.69 μm, 0.76÷0.90 μm) oraz 300 m w zakresie MWIR i TIR (3.4÷4.2 μm; 6.0÷15.0 μm).
Planowane satelity wyposażone w urządzenia pasywne średniej i dużej rozdzielczości
W grupie tej (poza nowymi koncepcyjnie satelitami Sentinel 2A, 2B, Nigeriasat-2, Kanopus-V N1, Kanopus -V N2, PRISMA-1, RASAT, VENUS) znaczną część sta-nowią satelity wyposażone w urządzenia mające zapew-nić ciągłość misji. Jednak jedynie jeden satelita – NX budowany przez Surrey Satellite Technology Ltd. dla NASRDA ma zapewnić kontynuację gromadzenia da-nych o parametrach analogiczda-nych, jak w przypadku już funkcjonującego mikrosatelity Nigeriasat-1. Dane te pozwolą na prowadzenie długookresowych analiz cza-sowo – przestrzennych zmian stanu roślinności. Uła-twią także programowanie pracy mikrosatelity Nigeria-sat-2. Przyczynią się one również do usprawnienia wypełniania i aktualizacji baz danych dla leśnictwa, rolnictwa, hydrografi i o stopniu szczegółowości odpo-wiadającemu mapom w skalach przeglądowych.
Siedem satelitów ma zapewnić kontynuację i roz-wój wcześniejszych misji. Chińsko-brazylijskie satelity CBERS-3 i 4 będą wyposażone w zmodyfi kowane urzą-dzenia PANMUX, MUXCAM, IRMSS, rejestrujące dane w 3 dodatkowych kanałach podczerwieni (tabela 4). Za
Tabela. 4. Zakresy spektralne i rozdzielczość danych z projektowanych satelitów o urządzeniach pasywnych średniej i dużej rozdzielczości
Table 4. Spectral scope and resolution parameters of planned passive, medium- and high resolution satellites
CBERS - 3 i 4 NX Nige- ria-sat-2 Astro-terra LDCM Senti-nel 2A, 2B AlSat 2A, 2B Kano-pus-V N1, N2 RA-SAT VE-NUS RESO- UR- CE-SAT-3 Zakres spektralny Spectral scope
μm rozdzielczość (metry)resolution (meters)
Panchroma-tyczny Panchro-matic 0.42 ÷ 0.73 7.5 0.45 ÷ 0.90 2.5 0.50 ÷ 0.68 15 0.50 ÷ 0.75 >2 0.50 ÷ 0.80 2.5 0.51 ÷ 0.75 10 2.5 0.51 ÷ 0.85 5 Niebieski Blue 0.40 5.3 0.42 ÷ 0.55 15 0.433 ÷ 0.453 30 0.443 60 5.3 0.450 ÷ 0.515 30 0.45 ÷ 0.52 20 5; 32 10 0.49 10 5.3 Zielony Green 0.50 ÷ 0.59 8 12, 25 0.52 ÷ 0.59 10, 20 10 0.52 ÷ 0.60 32 5; 32 30 0.52 ÷ 0.62 0.555 5.3 0.56 10 0.53 ÷ 0.60 10 0.55 ÷ 0.63 15 Czerwony Red 0.58 ÷ 0.73 15 0.60 ÷ 0.69 12, 25 0.61 ÷ 0.68 8 0.62 5.3 0.62 ÷ 0.68 10 0.62 ÷ 0.69 10 0.63 ÷ 0.68 30 0.63 ÷ 0.69 10, 20 32 5; 32 0.665 10 0.667 5.3 Bliska pod-czerwień Near Infra-red 0.70 ÷ 0.79 12, 25 0.702 5.3 0.705 20 0.740 20 0.742 5.3 0.76 ÷ 0.89 10 0.76 ÷ 0.90 40 32 5; 32 0.76 ÷ 1.10 40 0.775 20 0.77 ÷ 0.86 10 0.77 ÷ 0.89 10, 20 0.78 ÷ 0.89 8 0.782 5.3 0.80 ÷ 0.89 12, 25 0.842 10
0.845 ÷ 0.865 30 0.865 20 5.3 0.910 5.3 0.940 60 Środkowa podczer-wień Middle In-frared 1.30 ÷ 3.00 23.5 1.36 ÷ 1.39 30 1.375 60 1.55 ÷ 1.75 20, 40 1.56 ÷ 1.66 30 1.61 20 SWIR 2.08 ÷ 2.35 80 2.10 ÷ 2.30 30 2.190 20 TIR 10.40 ÷ 12.50 80
pomocą urządzeń PANMUX i MUXCAM (o rozdzielczo-ści 5, 10 i 20 m) możliwe będzie rejestrowanie obrazów stereoskopowych. Dane o rozdzielczości 80 m i dużym zasięgu scen ułatwią szybką detekcję zmian pokrycia terenu i zagrożeń naturalnych. Dane o rozdzielczości 5 m i 10 m pozwolą na aktualizację baz danych topogra-fi cznych w skalach średnich. Mogą one również zasilić bazy: użytkowania ziemi, stanu zdrowotnego lasów, sta-nu upraw oraz wspomagania planowania kryzysowego.
Satelita Astroterra jest projektowany jako kontynu-ator misji SPOT 5. Jego zakresy spektralne będą ana-logiczne jak w przypadku SPOT-a 5, zaś rozdzielczość przestrzenna zostanie w niewielkim stopniu zwiększo-na, przy zachowaniu dotychczasowych rozmiarów scen (Rigal, 2007). Będzie on dostarczał obrazy stereoskopo-we. Rejestrowane dane będą mogły być wykorzystywa-ne do zasilania baz danych użytkowania ziemi o stopniu szczegółowości odpowiadającym mapom w skali 1: 25 000, aktualizacji baz danych topografi cznych, baz danych o lasach, łąkach i terenach podmokłych.
Misja LDCM ma zapewnić kontynuację gromadze-nia danych o rozdzielczości i zakresach spektralnych zbliżonych do rejestrowanego przez urządzenie Land-sat ETM+ (Behrens, 2009). Zakresy spektralne urzą-dzenia OLI (Operational Land Imager) zostały jednak w niewielkim stopniu zmodyfi kowane (NIR, SWIR i MIR) (Murphy-Morris, 2007). Wprowadzono kanał mający ułatwiać badanie strefy brzegowej i aerozoli (0.433÷0.453 μm) oraz kanał pozwalający na wykrywa-nie i badawykrywa-nie cirrusów (1.36÷1.39 μm). Dane te będą mogły być wykorzystane do zasilania i aktualizacji baz danych: użytkowania ziemi, stanu zdrowotnego lasów i procesów brzegowych o stopniu szczegółowości odpo-wiadającym mapom w skali 1: 100 000.
Mikrosatelity AlSat 2A i 2B (projektowane we współ-pracy Algierskiej Agencji Kosmicznej ASAL z EADS Astrium) mają za zadanie zapewnić kontynu-ację i rozwój misji mikrosatelity AlSat-1. Dane z urzą-dzenia NAOMI będą mogły być wykorzystywane do tworzenia i aktualizacji bazy danych topografi cznych o szczegółowości 1: 25 000, baz danych użytkowania ziemi, leśnych, hydrografi cznych, zasobów i eksploatacji minerałów (w tym ropy naftowej) oraz do wykrywania
samowoli budowlanych, ochrony upraw i systemów za-rządzania kryzysowego (Maliet, Brooker, Pawlak, 2008). Indyjski satelita Resourcesat-3 (wyposażony w urzą-dzenie LISS III) ma zapewnić kontynuację misji sate-litów IRS.
Satelita Nigeriasat-2 będzie rejestrował dane w za-kresie panchromatycznym o rozdzielczości 2,5 m oraz dane multispektralne o rozdzielczości 5 m i 32 m. Dane te będą wykorzystywane do zasilania baz danych miej-skich; baz danych zmian użytkowania ziemi; baz: topo-grafi cznych, katastralnych, hydrotopo-grafi cznych, geologicz-nych, transportu, produkcji rolnej, leśgeologicz-nych, technicznych (m. in. infrastruktury ropociągów), planowania kryzy-sowego oraz wykrywania samowoli budowlanych (Chi-zea, Ejimanya, 2008). Satelity Sentinel 2A i 2B wypo-sażone w urządzenie MSI (Multi Spectral Imager) są przeznaczone do monitoringu stanu środowiska lądo-wego i wybrzeży w ramach programu GMES. 13 kana-łów spektralnych o rozdzielczości od 10 do 60 m umoż-liwi prowadzenie analiz zmian zasięgu i właściwości biofi zycznych pokrycia roślinnego. Dane te będą mogły zostać wykorzystane w bazach: użytkowania ziemi, sta-nu zdrowotnego lasów, terenów podmokłych, łąk, ochro-ny środowiska, wykrywania zagrożeń naturalochro-nych. Planowany czas ponownego obrazowania tego samego obszaru będzie wynosić 1 dobę.
Satelity Kanopus-V N1 i Kanopus-V N2 Rosyjskiej Fe-deracyjnej Agencji Kosmicznej (Roskosmos) i Rosyjskiej Federacyjnej Służby do spraw Hydrometeorologii i Moni-toringu Środowiska (Roshydromet) mają zostać umiesz-czone na orbicie 31 grudnia 2010 i 2011 r. Będą one wypo-sażone w multispektralne urządzenia: MSS (Roskosmos) o rozdzielczości 12 m i pasie obrazowania o szerokości 20 km, MSU-200 o rozdzielczości 25 m i pasie obrazo-wania o szerokości 250 km, jak również panchromatycz-ne urządzenie PSS o rozdzielczości 2,5 m. Dapanchromatycz-ne te będą mogły zostać wykorzystane do kartowania użytkowania ziemi i pokrywy śnieżnej oraz wykrywania pożarów.
Satelita PRISMA-1 (PRecursore IperSpettrale della Missione Applicativa) Włoskiej Agencji Kosmicznej ASI ma zostać umieszczony na orbicie 30 lipca 2011 r. Bę-dzie on wyposażony w panchromatyczne urządzenie PAN CAMERA o rozdzielczości 5 m oraz kamerę
hyper-spektralną HYC o rozdzielczości 30 m, rejestrującą dane w 230 kanałach. Pas obserwacji w przypadku obu urzą-dzeń będzie miał szerokość 30 km. Dane rejestrowane przez tego satelitę mają być wykorzystywane do karto-wania użytkokarto-wania i pokrycia ziemi, monitoringu ro-ślinności i strefy brzegowej.
Agencja TUBITAK tureckiego Instytutu Badawcze-go Technologii Kosmicznych przewiduje 1 maja 2010 umieszczenie na orbicie satelity RASAT. Na jego pokła-dzie ma działać urządzenie panchromatyczne RASAT VIS Panchromatic o rozdzielczości 7,5 m oraz RASAT VIS Multispectral camera o rozdzielczości 15 m. Pas obrazowania obu urządzeń ma mieć szerokość 30 km. Rejestrowane przez nie dane mają posłużyć do aktuali-zacji map topografi cznych, kartowania użytkowania ziemi, wspomagania planowania przestrzennego oraz zasilania monitoringu środowiska.
1 grudnia 2011 r. planowane jest umieszczenie na orbicie mikrosatelity VENUS francuskiego Narodowego Centrum Badań Kosmicznych (CNES) i Izraelskiej Agencji Kosmicznej (ISA). Będzie wyposażony w urzą-dzenie VSC (Venus Superspectral Camera), rejestrują-ce dane o rozdzielczości 5,3 m i pasie o szerokości 27 km w 12 kanałach (tabela 4). Dane te będą mogły zostać wykorzystane do kartowania użytkowania ziemi, moni-toringu roślinności, jak również badań albedo.
Tab . 5. Zakresy spektralne i rozdzielczość danych z nowych satelitów o urządzeniach pasywnych bardzo dużej rozdziel-czości
Table 5. Spectral scope and resolution parameters of planned passive, very high resolution satellites
Pléiades
1, 2 GeoEye-2 CARTOSAT-3 Kompsat-3 EROS C SSOT Zakres spektralny Spectral scope μm rozdzielczość (metry) resolution (meters) Panchromatyczny Panchromatic 0.45 ÷ 0.80 0.25 0.45 ÷ 0.90 1.45 0.48 ÷ 0.83 0.5 0.50 ÷ 0.75 0.30 0.50 ÷ 0.90 0.7 0.7 Niebieski Blue 0.45 ÷ 0.51 1.5 ? 1.5 ? 0.45 ÷ 0.52 2.8 5.8 0.45 ÷ 0.55 2 0.48 ÷ 0.52 2.8 Zielony Green 0.49 ÷ 0.61 2 0.51 ÷ 0.58 1.5 ? 1.5 ? 0.52 ÷ 0.60 2.8 0.53 ÷ 0.60 5.8 0.54 ÷ 0.58 2.8 Czerwony Red 0.60 ÷ 0.72 2 0.62 ÷ 0.69 5.8 0.63 ÷ 0.69 2.8 0.64 ÷ 0.68 2.8 0.655 ÷ 0.920 1.5 ? 1.5 ? Bliska Podczerwień Near Infrared 0.75 ÷ 0.95 2 0.76 ÷ 0.89 5.8 0.76 ÷ 0.90 2.8 0.78 ÷ 0.92 1.5 ? 1.5 ? 0.82 ÷ 0.90 2.8
Planowane satelity wyposażone w urządzenia pasywne bardzo dużej rozdzielczości
W roku 2011 planowane jest umieszczenie na orbicie satelity GeoEye-2, który ma rejestrować dane o rozdziel-czości przestrzennej do 25 cm lecz stosunkowo skrom-nym zakresie spektralskrom-nym. Zapowiedziano, iż dane te będą poddawane degradacji dla odbiorców którzy nie wykonują projektów przeznaczonych dla rządu USA lub jego agend. Dane z satelity GeoEye-2 mogą być wyko-rzystywane do zasilania baz danych topografi cznych, rolniczych, użytkowania ziemi, planowania przestrzen-nego, infrastruktury komunikacyjnej i technicznej, monitoringu stanu zdrowotnego lasów, terenów pod-mokłych oraz baz systemów zarządzania kryzysowego.
Indyjska Organizacja Badań Kosmicznych (ISRO) planuje umieszczenie w dniu 1 stycznia 2011 r. na or-bicie satelity Cartosat-3, wyposażonego w urządzenie PAN (Cartosat-3) rejestrujące dane o rozdzielczości 30 cm (tabela 5) w pasie o szerokości 6 km.
Sieć satelitów Pléiades 1, 2 (CNES) przygotowywa-na przez EADS Astrium i Alcatel ma dostarczać dane o rozdzielczości 50 cm w zakresie panchromatycznym i 2 m w zakresie multispektralnym (z możliwością ste-reoskopii), o czasie rewizyty wynoszącym 1 dzień w ska-li całej Ziemi. Pewne ograniczenie będzie stanowił brak
kanału SWIR. Planowana jest natomiast rejestracja danych w zakresie widma niebieskiego, co wynika z po-trzeby współpracy z satelitami radarowymi sieci CO-SMO SkyMed w ramach cywilno – wojskowego progra-mu ORFEO. Cykl programowania satelitów Pléiades został zredukowany do 3 godzin. Zakres spektralny da-nych oraz ich rozdzielczość predysponują je do wyko-rzystania w bazach danych topografi cznych (o stopniu szczegółowości odpowiadającym mapom w skali 1: 5 000 – 1: 10 000), planowania przestrzennego, bezpieczeń-stwa narodowego, planowania kryzysowego, monitorin-gu i zarządzania wybrzeżami, monitorinmonitorin-gu upraw, la-sów oraz do wspomagania analiz zmian klimatycznych. Mniejszą rozdzielczość będą miały dane rejestro-wane przez satelitę Kompsat-3 południowokoreańskiej agencji KARI, przygotowywanego przez EADS Astrium. Jego zadaniem będzie kontynuacja misji satelitów Kompsat-1 i 2. Zakres spektralny danych oraz ich roz-dzielczość pozwolą na ich wykorzystanie do monitoringu lasów i upraw, kartowania użytkowania ziemi, detek-cji samowoli budowlanych, wspomagania planowania przestrzennego i zarządzania kryzysowego. Rejestracja danych w zakresie niebieskim umożliwi prowadzenie badań hydrologicznych i monitoringu strefy brzegowej. Uzyskiwane dane przestrzenne będą mogły być wy-korzystane w bazach danych topografi cznych (o stop-niu szczegółowości odpowiadającym mapom w skali 1:10 000).
Podobną rozdzielczość, lecz nieco inny zakres spek-tralny będą miały dane rejestrowane przez izraelskiego satelitę EROS-C (IAI). Będzie on cywilną wersję sate-lity wywiadowczego Ofeq 3. Nietypowy dobór zakresu spektralnego kanału bliskiej podczerwieni ma przyczy-nić się do zredukowania problemów związanych z reje-stracją pary wodnej. Dane z tego satelity mogą być wykorzystywane do generowania informacji przezna-czonych do baz danych topografi cznych (o szczegółowo-ści odpowiadającej mapom w skali 1: 10 000), planowa-nia przestrzennego, bezpieczeństwa narodowego, planowania kryzysowego, hydrografi cznych, monitorin-gu upraw, roślinności w warunkach klimatu suchego oraz do wspomagania analiz zmian klimatycznych i mo-nitoringu strefy brzegowej. Czas rewizyty (15 dni) może zostać zredukowany do 3 dni dzięki rejestracji danych z sąsiednich orbit.
Japońska Agencja Badania Przestrzeni Kosmicz-nej (JAXA) planuje umieszczenie na orbicie 1 stycznia 2013 r. satelity ALOS-3. Będzie on wyposażony w udo-skonalone urządzenie PRISM (Panchromatic Remote-sensing Instrument for Stereo Mapping) o rozdzielczości 80 cm w zakresie panchromatycznym i 3,2 m w 4 kana-łach spektralnych (tabela 5). Pas rejestracji będzie miał szerokość 50 km. Możliwe będzie dokonywanie rejestra-cji przy wychyleniu do 60°, co umożliwi szybkie karto-wanie obszarów klęsk żywiołowych (Imai et alli, 2009)
Chilijski satelita SSOT (Sistema Satelital para Ob-servación de la Tierra) będzie również posiadał możli-wość rejestracji danych z sąsiednich orbit, co pozwoli na redukcję czasu rewizyty z 15 do 3 dni. Zakres
spek-tralny danych i ich rozdzielczość przestrzenna umożliwi ich wykorzystanie do zasilania baz danych topografi cz-nych (o stopniu szczegółowości odpowiadającym mapom w skali 1: 25 000). Na ich podstawie można również wygenerować informację do wypełnienia baz danych wspomagających zarządzanie terenami rolnymi, leśny-mi, monitoringu i ochrony środowiska, hydrografi cz-nych, planowania kryzysowego, ochrony upraw, plano-wania przestrzennego. Satelita ten ma zostać umieszczony na orbicie 20 stycznia 2010 r.
Planowane satelity hybrydowe
Grupa satelitów hybrydowych w roku 2012 powięk-szy się o satelity Sentinel 3A, 3B i Seosat, zaś w roku 2014 o satelitę SMAP. Misje Sentinel 3A i 3B stanowią składowe GMES. Ich celem jest zapewnienie kontynu-acji rejestrkontynu-acji danych dotyczących: koloru oceanów (dotychczas rejestrowanych przez urządzenie MERIS satelity Envisat), temperatury powierzchni mórz i lą-dów (urządzenie AATSR satelity Envisat), zasięgu lodu na powierzchni lądu i oceanu (urządzenie RA satelity Envisat), zmian pokrycia roślinnego (analogicznie jak Végétation satelity SPOT). Satelity Sentinel 3A i 3B zostaną wyposażone w urządzenie Ocean and Land Co-lour Imager (OLCI) o 21 kanałach spektralnych i urzą-dzenie Sea and Land Surface Temperature Radiometer (SLSTR) o 9 kanałach spektralnych. Ponadto na pokła-dzie zostaną zainstalowane: radarowy altimetr SRAL (pracujący w paśmie Ku i C), radiometr mikrofalowy (23.8 GHz i 36.5 GHz) oraz zestaw urządzeń określają-cych precyzyjnie orbitę (wielokanałowy odbiornik GNSS, instrument DORIS, retrorefl ektor laserowy LRR) (Drin-kwater, Donion, 2008). Urządzenia satelitów Sentinel 3A i 3B będą dostarczały dane o ukształtowaniu po-wierzchni mórz, cyrkulacji, jakości wód, temperaturze powierzchni mórz, sedymentacji i eutrofi zacji. Będą one również rejestrowały dane o zasięgu i grubości pokrywy lodowej oceanów (dostarczając materiału dla baz obsza-rów okołobiegunowych), prądach morskich, wietrze i fa-lowaniu (do baz danych bezpieczeństwa morskiego), wreszcie o zmianach temperatury oceanów. Dane będą gromadzone w cyklu jednodniowym dla stref wybrzeży oraz dwudniowym dla pozostałych obszarów Ziemi.
Satelita SMAP (Soil Moisture Active Passive) agen-cji NASA ma zostać umieszczony na orbicie 31 grudnia 2014 r. Będzie on wyposażony w SAR działający w pa-śmie L oraz pasywny radiometr (L-band Radiometer). Urządzenia te pozwolą na pomiar wilgotności gleby o rozdzielczości rzędu 10 m oraz wykrywanie jej zama-rzania i rozmazama-rzania o rozdzielczości od 1 do 3 km w pa-sie obrazowania o szerokości 1000 km.
Hiszpański SEOSAT/INGENIO był początkowo pro-jektowany jako satelita pasywny o rozdzielczości 2,5 m w zakresie panchromatycznym oraz 10 m – multispek-tralnym i zakresach spektralnych analogicznych jak w przypadku satelity SPOT 5. Zaproponowano jednak wyposażenie go w urządzenie PAU (hybrydowy
radio-metr działający w paśmie L oraz refl ektoradio-metr GPS), które umożliwi badanie zasolenia mórz (Camps et alli, 2008). Czas rewizyty (30 dni) może być skracany do 3 dni dzięki rejestracji z innych orbit (Vega, Ureña, 2009). Dane przestrzenne generowane na podstawie danych z tego satelity będą mogły zasilać bazy danych: topo-grafi cznych, leśnych, rolniczych, hydrotopo-grafi cznych, oce-anografi cznych, ochrony środowiska, użytkowania zie-mi. SEOSAT/INGENIO będzie współpracował z wojskowym satelitą radarowym PAZ (ibid.), wyposa-żonym w urządzenie PAZ SAR-X o rozdzielczości od 1 do 15 m.
Planowane satelity wyposażone w urządzenia aktywne
Dosyć dużą grupę wielofunkcyjnych satelitów obser-wacji terenów lądowych Ziemi będą stanowiły satelity wyposażone w urządzenia aktywne. Trzy spośród nich (COSMO-SkyMed-4, SAOCOM 1B, TanDEM-X) są uzu-pełnieniem funkcjonujących konstelacji satelitarnych, natomiast 13 (COSMO-SkyMed 2 generacji 1, 2, 3, 4 i SAOCOM 2A, 2B; Sentinel 1A, 1B; ALOS-2, Terra-SAR-X2, Radarsat Constellation 1, 2, 3) mają zapewnić kontynuację obecnych misji. W pełni nowe rozwiązania stanowią natomiast: SABRINA, RISAT-1, RISAT-L, MAPSAR i Kompsat-5, 7.
COSMO-SkyMed–4 będzie od 2010 r. 4 składnikiem włoskiej sieci satelitów. W 2011 r. konstelacja ta zosta-nie uzupełniona satelitą interferometrycznym SABRI-NA (System for Advanced Bistatic and Radar INterfe-rometry Applications). W latach 2012 – 2014 na orbitę zostaną wprowadzane 4 satelity CSG-SAR (Cosmo-Sky-Med Seconda Generazione – COSMO-Sky(Cosmo-Sky-Med 2 gene-racji).
Zadaniem satelitów Sentinel 1A, 1B będzie zacho-wanie ciągłości rejestracji danych w paśmie C (rejestro-wanych przez satelitę Envisat). Przewiduje się, iż Sen-tinel 1A zostanie umieszczony na orbicie 30 czerwca 2011 r., zaś Sentinel 1B – 30 czerwca 2013 r.
Argentyńsko–włoskie satelity SAOCOM 1B, 2A, 2B (SAtélite Argentino de Observación COn Microondas) będą stanowić (wraz z satelitą SAOCOM 1A) konstela-cję satelitów radarowych, pracujących w paśmie L (1.3 GHz) o rozdzielczości terenowej 10 m. Dane rada-rowe umożliwią badanie wilgotności gleb, litologii i geo-logii. Dane przestrzenne uzyskane z przetworzeń da-nych satelitarda-nych umożliwią prowadzenie monitoringu: naturalnych klęsk żywiołowych, upraw, użytkowania ziemi, pokrywy śnieżnej lub lodowej, pozwalając na za-silanie baz danych systemów planowania kryzysowego, nadzoru upraw, baz danych meteorologicznych i hydro-logicznych.
Projekt TanDEM (TerraSAR-X add-on for Digital Elevation Measurement) realizowany przez EADS Astrium dla DLR polega na umieszczeniu na orbicie satelity o parametrach zbliżonych do satelity TerraSAR -X, który wraz z nim będzie prowadził synchronicznie
pomiary interferometryczne (Boeer et alli, 2008). Uzy-skany numeryczny model terenu będzie wykorzystany w bazach danych topografi cznych oraz bazach danych tematycznych. Projekt ten ma zostać zrealizowany wio-sną 2010 r.
Na dzień 1 stycznia 2013 r. zaplanowano umieszcze-nie na orbicie satelity TerraSAR-X2 wyposażonego w urządzenie X-Band SAR o maksymalnej rozdzielczo-ści rzędu 4 m. Satelita ten ma zapewnić ciągłość misji zapoczątkowanej przez satelitę TerraSAR-X.
Konstelacja trzech satelitów Radarsat zostanie umieszczona na orbicie w latach 2013 – 2015. Zostaną one wyposażone w urządzenia SAR (CSA RADARSAT Constellation), pracujące w paśmie C (5,405 GHz) o po-laryzacji horyzontalnej, wertykalnej i mieszanej oraz rozdzielczości do 5 m. Dane uzyskane z tego urządzenia będą mogły zostać wykorzystane do badania wartości albeda, kartowania pokrywy lodowej i pokrycia terenu, wykrywania pożarów oraz rejestracji wysokości fal i prędkości wiatru nad akwenami mórz i oceanów. sa-telity te będą również wyposażone w pomocnicze urzą-dzenie AIS automatycznej identyfi kacji statków.
Południowokoreański satelita Kompsat-5 (budo-wany dla KARI przez Alcatel Alenia Espace) zostanie umieszczony na orbicie prawdopodobnie w 2010 r. Ma on pracować w paśmie X na orbicie umożliwiającej co-dzienną rejestrację danych z Półwyspu Koreańskiego. W 2017 r. planuje się jego zastąpienie satelitą Komp-sat-7. Dane przestrzenne uzyskane z tej misji mogą zostać wykorzystane w bazach danych systemu bezpie-czeństwa narodowego, monitoringu środowiska (lądo-wego i wodnego), geomorfologicznych oraz zarządzania kryzysowego.
Japońska Agencja Badania Przestrzeni Kosmicznej (JAXA) planuje umieszczenie 1 stycznia 2012 r na or-bicie satelity ALOS-2. Na jego pokładzie będzie działa-ło urządzenie PALSAR (Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar) o maksymalnej rozdzielczo-ści rzędu 7 m. Dane uzyskane z tego urządzenia będą mogły zostać wykorzystane do badania wartości albedo, kartowania pokrywy lodowej i śnieżnej, wilgotności gleb, pokrycia roślinnego oraz rejestracji kierunku wia-tru nad terenami oceanów.
ISRO planuje umieszczenie 20 stycznia 2010 r. na orbicie satelity RISAT-1. Celem jego misji jest stała obserwacja Półwyspu Indyjskiego przy wykorzystaniu pasma C (5.350 GHz) o polaryzacji horyzontalnej, wer-tykalnej i mieszanej. Informacje uzyskane w wyniku przetworzenia tych danych mogą zasilać bazy danych systemów bezpieczeństwa narodowego, zarządzania kryzysowego, rolnictwa, leśnictwa, bazy glebowe, geo-logiczne oraz monitoringu wybrzeży.
Na 1 lipca 2014 r. ISRO planuje umieszczenie na orbicie satelity RISAT-L, wyposażonego w urządzenie SAR L o maksymalnej rozdzielczości rzędu 1 m. Dane pochodzące z tego urządzenia będą mogły zostać wyko-rzystane do badania wartości albedo, kartowania po-krywy lodowej i śnieżnej, wilgotności gleb, pokrycia roślinnego.
Brazylijsko – niemiecki satelita MAPSAR (Multi-purpose SAR) ma zostać umieszczony na orbicie 3 grud-nia 2013 r. Będzie on wyposażony w urządzenie SAR (MAPSAR) działające w paśmie L. Jego maksymalna rozdzielczość będzie wynosiła około 1 m. Satelita ten będzie również wyposażony w pomocnicze urządzenie pomiarowe DSC. Dane uzyskane z urządzenia SAR (MAPSAR) będą mogły zostać wykorzystane do badania wartości albedo, kartowania pokrywy lodowej i śnież-nej, wilgotności gleb, pokrycia roślinnego oraz rejestra-cji kierunku wiatru nad oceanami.
Planowane satelity innych misji
Wśród planowanych satelitów innych misji zwraca uwagę wzrost liczby satelitów oceanografi cznych. Do roku 2015 zostaną umieszczone na orbicie 2 satelity rejestrujące kolor oceanów i powierzchnię mórz: HY-1C, HY-1D (wyposażone w urządzenia COCTS i CZI), 1 – badania temperatury powierzchni mórz i falowania (HY-2A z instrumentami RAD, SCAT i ALT), 1 – kar-towania strefy wybrzeży (HY-3A z urządzeniem WSAR), 2 – meteorologiczno – klimatologiczno – oceanografi cz-ne: Jason 3 (FJP) i Meteor-M N3 (SAR, Radiomet, MSS-BIO) oraz 1 – oceanografi czno – klimatologiczny: Oce-ansat-3 (skaterometr, altimetr, TIR, PMR i OCM). Wzrośnie również liczba satelitów glacjologicznych (m. in. CryoSat-2, wyposażony w instrumenty: DORIS-NG, SIRAL, refl ektory laserowe, ICESat-II ze zmodyfi kowa-nym urządzeniem GLAS). W roku 2012 zostanie umiesz-czony na orbicie jeden z pierwszych specjalistycznych satelitów geologicznych EnMAP z urządzeniem HSI.
Wnioski
Najliczniejszą grupę nowych misji satelitarnych w okresie 2010–2015 (poza misjami meteorologicznymi) będą stanowiły wielofunkcyjne misje obserwacji tere-nów lądowych. Wśród 51 planowanych satelitów tego przeznaczenia 9 będzie zapewniało uzupełnienie lub kontynuację dotychczasowych misji. 7 satelitów będzie łączyło kontynuację dawnych misji z rejestracją danych o zwiększonej rozdzielczości i dodatkowych kanałach. 21 satelitów wyposażonych w nowe urządzenia będzie dostarczało danych w nowych zakresach o udoskonalo-nej rozdzielczości. Zarówno w przypadku satelitów pa-sywnych, jak i aktywnych powszechne jest dążenie do zwiększania rozdzielczości (nawet w przypadku rela-tywnie tanich mikrosatelitów). Dosyć powszechne jest zwiększanie liczby kanałów i uwzględnianie rejestracji zakresu niebieskiego widma. Na uwagę zasługuje ini-cjatywa rejestracji danych w zakresie żółtym, krawędzi czerwonego widma i SWIR. Bardzo powszechne jest dą-żenie do skracania czasu rewizyty i cyklu programowa-nia misji. Zwiększenie rozdzielczości w powiązaniu z rejestracją danych w nowych zakresach oraz SWIR umożliwi dostarczanie bardziej wiarygodnych
informa-cji w zakresie lokalizainforma-cji, kształtu i charakterystyk obiektów o niewielkich rozmiarach, istotnego zwiększe-nia zakresu informacji dotyczącej stanu zdrowotnego roślinności, zróżnicowania składu gatunkowego siedlisk (ze szczególnym uwzględnieniem stopnia wilgotności), charakterystyk stref brzegowych. Rozbudowa sieci sa-telitów radarowych, współpracujących z satelitami optycznymi przyczyni się do wzrostu dostępnego zakre-su danych dotyczących środowiska morskiego, stref przybrzeżnych, zagrożeń naturalnych oraz zagadnień związanych z bezpieczeństwem narodowym. Zwiększe-nie rozdzielczości przestrzennej i wzbogaceZwiększe-nie zakresu tematycznego danych satelitarnych w połączeniu ze skróceniem okresu pomiędzy kolejnymi obrazowaniami tego samego terenu i redukcją długości cyklu progra-mowania usprawni dostęp do bardziej wiarygodnych, bogatych i aktualnych informacji przestrzennych, moż-liwych do wykorzystania w bazach danych: topografi cz-nych, użytkowania ziemi, leścz-nych, infrastruktury, sie-dlisk, ochrony środowiska, systemów nawigacji lądowej i morskiej, katastru, rolnictwa. Możliwe stanie się rów-nież zasilanie wiarygodnymi danymi baz danych plano-wania przestrzennego, monitoringu: leśnego, wód po-wierzchniowych, linii brzegowej, zanieczyszczeń punktowych, osuwisk, ruchów tektonicznych, szkód gór-niczych, jak również baz systemów planowania kryzy-sowego oraz systemów bezpieczeństwa narodowego.
Literatura
Behrens, C. E., 2009, Landsat and the Data Continuity Mis-sion, Congressional Research Service, CRS Report for Congress, May 22, 2009.
Bersan, A., 2008, DigitalGlobe current offering and future WorldView2 mission, Proceeedings of Eurimage Meeting 2008, Roma, 09-10 October 2008.
Boeer, J., Fiedler, H., Krieger, G., Zink, M., Bachmann, M., Huesco Gonzalez, J., 2008, TanDEM-X: A Global Mapping Mission, Integrating Generations, FIG Working Week 2008, Stockholm.
Camps, A., Rodríguez – Álvarez, Bosch-Lluis, X., Marchán, J.F., Ramos-Pérez, I., Segarra, M., Sagués, Ll., Tarragó, D., Cuñado, O., Vilaseca, R., Tomàs A., Mas, J., Guillamón, J., 2008, PAU in SeoSAT. A proposed Hybrid L-band Mi-crowave Radiometer / GPS Refl ectometer to Improve Sea Surface Salinity Estmates from Space, Microrad 2008, Firenze, March 11-14, 2008.
Chizea, F.D., Ejimanya, J. I., 2008, NigeriaSat-2: Technical Parameters, Operational Prespectives and Target Applica-tions, NASRDA, Abuja.
Coletta, A., 2008, COSMO-SkyMed. Keeping an Eye on the World, Proceeedings of Eurimage Meeting 2008, Roma, 09-10 October 2008.
COSMO-SkyMed System Description & User Guide, 2007, ASI – Agenzia Spaziale Italiana. COSMO-SkyMed Mission, Doc. No: ASI-CSM-ENG-RS-093-A.
Drinkwater, M. R., Donion, C., 2008, GMES Sentinel-3: a mis-sion for operational oceanography, ESA.
Earth Observation Handbook, CEOS, 2008, 167 s.
Imai, H., Katayama, H., Imai, T., Suzuki, S., Hatooka, Y., Osawa, Y., 2009, A Conceptual Design of the Optical
Sat-Dr Dariusz Dukaczewski ukończył studia na Wydziale Geografi i i Studiów Regionalnych Uniwersytetu Warszaw-skiego (specjalizacja w zakresie kartografi i). W roku 1994, po stażu w GDTA w Tuluzie, uzyskał DESS na Wydzia-le Nauk Ścisłych Uniwersytetu Paryskiego (w zakresie teWydzia-ledetekcji), zaś w 2001 r. tytuł doktora nauk o Ziemi w Instytucie Geografi i i Przestrzennego Zagospodarowania PAN im. Stanisława Leszczyckiego. W latach 1987 – 1988 pracował w ówczesnej Pracowni Fotointerpretacji Geografi cznej WGiSR UW. Od roku 1993 pracuje w Zakładzie Systemów Informacji Przestrzennej Instytutu Geodezji i Kartografi i w Warszawie. Obecnie jest zatrudniony na stanowisku adiunkta. Jego aktualne zainteresowania w zakresie teledetekcji dotyczą wykorzystania danych sate-litarnych w systemach zorientowanych czasowo, tzw. prostych i złożonych animacjach kartografi cznych (przezna-czonych do tradycyjnej wizualizacji komputerowej oraz za pomocą e-papieru). Od roku 2003 pełni również w IGi-K-u funkcję dystrybutora danych satelitarnych. Instytut Geodezji i Kartografi i, ul. Modzelewskiego 27, 02 – 679 Warszawa, tel. (22) 329 19 70, e-mail: dariusz.dukaczewski@igik.edu.pl
Dr hab. inż. Elżbieta Bielecka, absolwentka Wydziału Geodezji i Kartografi i Politechniki Warszawskiej (1978), doktor nauk przyrodniczych w zakresie geografi i (1990), doktor habilitowany nauk technicznych w zakresie geo-dezji i kartografi i (2005). Od roku 1994 zatrudniona w Instytucie Geogeo-dezji i Kartografi i. Od 2006 r. prof. miano-wany WAT na Wydziale Inżynierii Lądowej i Geodezji. Teledetekcją zajmuje się od lat 80 XX w. Prowadziła szereg prac naukowych i wdrożeniowych w zakresie projektowania i wykorzystania systemów informacji geografi cznej w gospodarce przestrzennej, administracji publicznej, w rolnictwie, ochronie i monitoringu środowiska, statystyce publicznej. Kierowała wieloma projektami krajowymi i międzynarodowymi z zakresu wykorzystania GIS do pozy-skiwania danych i wykonywania analiz przestrzennych. Autorka kilkudziesięciu artykułów naukowych oraz dwóch podręczników z dziedziny systemów informacji geografi cznej.
Członek Klubu Teledetekcji Środowiska PTG, Polskiego Towarzystwa Informacji Przestrzennej (PTIP), Komitetu Technicznego 297 ds. Informacji geografi cznej PKN, Członek Narodowego Komitetu CODATA.
ellite for the Post-ALOS Program, Japan Aerospace Ex-ploration Agency (JAXA).
Maliet, E., Brooker, L., Pawlak, D., 2008, Global High Resolu-tion Imaging for new Markets, Proceedings of the 59th IAC (International Astronautical Congress), Glasgow, Scotland, UK, Sept. 29 to Oct. 3, 2008, IAC-08-B1.2.7. Murphy-Morris, J., 2007, Operational Land Imager, Landsat
Science Team Meeting, USGS EROS, January 8, 2007. Oddone, A, 2008, Overview of current and future Remote
Sensing missions, Proceeedings of Eurimage Meeting 2008, Roma, 09-10 October 2008.
Rigal, D., 2007, The Earth Observation and GIS communities fi ghting the climate crisis, Spot Image S.A, Toulouse. Vega, E., Ureña, J, 2009, Ingenio and Paz Ground Segment
Interoperability. Programa Nacional de Observación de la Tierra por Satélite – PNOTS (Spanish Earth Observation Satellite Programme), GSCB Workshop, ESA/ESRIN, Frascati, 18 – 19 June 2009.
